基于RFID的茶葉產品質量安全溯源體系研究

江進

（江蘇農林職業技術學院，句容 212400）

基于RFID的茶葉產品質量安全溯源體系研究

江進

（江蘇農林職業技術學院，句容 212400）

茶葉制品的質量安全關系到居民的食用安全和身體健康，在茶葉質量安全危機頻繁發生的背景下，利用信息技術來構建溯源體系，是保障當前茶葉制品質量安全的有效手段。通過對茶葉供應鏈流通環節的需求分析，提出基于RFID的茶葉制品溯源體系技術解決方案。圍繞RFID溯源體系的數據采集與交互需求，進行溯源系統的軟件層次與架構設計。所研究的技術方案和設計的軟件架構，為茶葉制品流通過程的防偽識別與溯源追蹤提供可行的參考。

鎮江市科技局2014年科技支撐計劃-農業（No.NY2014034）

0 引言

近年來，隨著居民生活水平的日益改善與提升，茶葉產業得到了蓬勃發展，許多名貴茶葉產品需求呈現出供不應求的態勢，同時也帶來了茶葉產品價格持續攀升。受經濟利益所驅動，國內茶葉市場質量良莠不齊，不但重金屬超標、農藥殘留等事件接連發生，而且充斥著大量的假冒偽劣茶葉產品，在給廣大消費者帶來極大的負面影響的同時，也使諸多名貴茶葉品牌的推廣面臨挑戰[1]。

雖然目前國內外市場上已有通過技術手段或軟件系統等途徑來進行茶葉制品的質量管理和追溯防偽，但大多僅追溯至茶葉生產廠商，難以有效追溯至茶葉的種植、加工和配送運輸等環節，導致茶葉的溯源僅局限于“面”上，而無法落實到溯源的“點”上[2]。由于茶葉流通過程缺乏可靠的信息獲取手段，導致問題茶葉來源難以進行追溯，去向難以有效跟蹤。上述問題嚴重阻礙了茶葉產業的可持續發展，茶葉質量問題已逐步引起社會的廣泛關注，其質量安全控制問題亟待通過現代化的信息技術進行解決[3]。

為探索該問題的解決方法，本文通過課題所開展應用的某茶葉產品供應鏈流通環節為研究對象，探索RFID射頻標簽在茶葉的裝配、運輸、銷售、售后等流通環節的溯源應用。通過構建面向茶葉產品的供產銷全程溯源追蹤平臺，實現對茶葉產品的溯源追蹤，以保障茶葉產品的質量安全。

1 茶葉制品流通需求分析

溯源體系通常是指通過現代化的技術手段，諸如利用防偽條形碼、射頻標簽、二維碼等與產品流通過程相結合，以此來達到溯源功能的目的[4]。

為構建面向茶葉質量安全的跟蹤和追溯體系，就必須剖析茶葉制品的流通需求。如圖1所示，總體來講，需要經歷茶葉原材料種植、茶葉采摘、鮮葉運輸、茶葉收購（加工企業）、鮮葉檢驗、鮮葉初加工與精加工、茶葉半成品入庫、茶葉成品的內外包裝、茶葉成品檢驗、成品出庫、茶葉產品分銷與運輸，通過茶葉的零售，最終為消費者所購買。

然而，一旦茶葉存在質量安全問題，就必須通過上述流通環節進行逆向溯源，尤其是需要對茶葉種植環節、生產加工環節、運輸倉儲環節和銷售環節進行重點追溯，以查證究竟哪個流通環節出現了質量問題。

圖1 茶葉制品流通過程需求分析

2 溯源體系總體解決方案

為了更為有效地對問題茶葉進行溯源，就必須借助現代化的信息技術手段，并構建圍繞茶葉制品流通過程的溯源體系。

茶葉溯源體系解決方案采用RFID電子標簽識別技術、無線傳輸技術、GPS技術等，通過茶葉流通過程中的前置識別終端和信息交互節點，依靠移動互聯網絡、Web互聯網絡、無線傳感網絡與溯源系統數據庫相連接，達到對茶葉加工、倉儲、運輸、配送、零售等流通環節的數據采集，以便未來進行各環節的信息溯源[5]。

利用RFID電子標簽傳輸快、易于識別、可靠性高等優勢，基于RFID的茶葉制品質量安全系統能方便地對茶葉種植、鮮葉加工、茶葉包裝、倉儲、運輸配送和零售等環節進行正向跟蹤和逆向追溯，以形成茶葉質量安全管控的閉環體系。

在上述關鍵技術中，支撐溯源的核心技術無疑是RFID射頻識別技術。換句話說，不僅要有RFID電子標簽，還需要采集標簽信息的RFID讀寫器。而為了實現溯源目標，采集成功的RFID標簽數據還需要通過軟件系統進行業務邏輯處理和數據存儲。由此凝練出基于RFID的茶葉溯源系統技術體系原理分析圖，如圖2所示。

圖2 基于RFID的茶葉溯源系統技術體系原理圖

為構建一套面向茶葉質量安全的閉環溯源體系，首先必須從源頭對茶葉種植環節進行有效監控。為此，利用在茶葉田間部署RFID標簽，達到對每塊茶田進行RFID標識的目的，這樣，便可形成茶葉種植過程中的農藥使用情況、采摘時間等的真實記錄，并將相應記錄信息上傳至溯源系統數據中心；采摘后在進行鮮葉加工過程中，可按RFID標簽區分茶葉的茶田種植來源，并形成相應的鮮葉加工記錄，確保溯源信息的真實性；茶葉包裝過程中，需要將茶葉成品包裝張貼RFID，并在系統構建所張貼RFID標簽與茶田部署RFID標簽之間的一對多關聯關系，以便進行后續的正向追蹤和逆向追溯。

然而對于茶葉制品的倉儲、運輸配送和銷售環節，則只需要通過RFID讀寫器進行RFID電子標簽的讀取即可。因RFID電子標簽具有唯一的電子編碼，其在溯源系統數據庫中通常以RFID標簽對應的ID編號進行存儲，并將其ID編號與茶葉各流通環節所對應的數據信息進行綁定，從而實現了通過基于RFID電子標簽的茶葉制品質量安全的追蹤與溯源。由此給出如圖3所示的茶葉溯源體系方案設計圖。

3 茶葉溯源系統設計

為保障茶葉制品溯源系統軟件架構的低耦合性，本文采用三層軟件架構設計模式，并從整體上建立軟件各層的聯系，以使茶葉制品溯源系統的軟件架構形成一個有機的整體。同時，設計時還應考慮與茶葉的供應、倉儲、銷售等既有系統之間的信息閉合與數據交互問題，以保障進行茶葉制品溯源、追蹤、防偽過程的數據完整性。

從茶葉溯源軟件的應用服務層次來設計，如圖4所示將茶葉制品溯源系統設計為前端用戶端、業務邏輯層和基于RFID的供應鏈流通環節層。

對于前端用戶層，其主要為茶葉溯源系統提供統一認證與訪問控制入口、溯源采集客戶端、溯源查詢客戶端三類交互服務。業務邏輯層則主要涉及茶葉種植、運輸、銷售等各個流通環節的業務處理交互及信息存儲，針對上述供應鏈中的每個流通環節，用戶都將所涉及的茶葉安全風險數據信息通過RFID技術進行動態關聯和采集。對于供應鏈流通環節層，則著重針對RFID標簽數據的采集與存儲，并通過基于RFID的API數據接口與茶葉溯源系統進行數據交換。可見，軟件架構各層在該設計方案中各盡其責、彼此聯系，形成了一套彼此關聯的數據處理與業務交互體系。

4 結語

本文通過基于RFID的茶葉產品溯源問題的研究，提出了較為可行的溯源軟件體系解決方案，并在此基礎上給出了溯源系統的軟件層次與架構。所做的研究工作，為茶葉產品的供應鏈流通環節提供了質量安全保障，同時也為其它農產品溯源平臺的構建，提供了較為可行的設計思路借鑒。

本文所研究的溯源體系方案，受限于目前RFID標簽的成本控制，故主要適用于較為名貴茶葉制品的溯源服務，這具有一定局限性。未來隨著RFID標簽成本的降低，本文所提出的方案有望廣泛應用于普通茶葉的質量安全跟蹤與追溯服務。

圖4 溯源系統軟件架構圖

參考文獻：

[1]張翔,耿曉琴,張云華.農產品溯源系統的設計與實現[J].工業控制計算機,2014,06:129-133.

[2]霍翔,傅海威,邱曉成.基于RFID和移動互聯網技術的海產品質量安全溯源系統研究[J].物流科技,2016,(09):42-44.

[3]陽瓊芳,江立庚.基于物聯網的茶葉質量溯源系統架構及技術路徑[J].農業研究與應用,2015,(04):62-65.

[4]廖曉梅,劉麗萍.RFID動物食品安全溯源系統設計[J].價值工程,2015,(16):44-46.

[5]Zhao G,Yu H,Wang G,etal.Applied Research of IOT and RFID Technology in Agricultural Product Traceability System[C].International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture.Springer International Publishing,2014:506-514.

[6]黃友文.基于RFID及物聯網技術的茶葉溯源系統研究[J].保鮮與加工,2016,(04):112-117.

Research on the Traceability System for Quality and Safety of Tea Products Based on RFID

JIANG Jin
（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry,Jurong 212400）

Tea productquality and safety are related to the residents of the food safety and health,under the background of the tea quality safety cri鄄sis is occurred frequently,to establish traceability system using information technology is an effectivemeans to guarantee the quality and safety of tea products.Based on the analysis of the demand of tea supply chain,puts forward the solution of tea product traceability sys鄄tem based on RFID.According to the requirement of data acquisition and interaction of RFID traceability system,carries out the software level and architecture design of traceability system.The technical scheme and design of the software architecture,which provides a feasi鄄ble reference for the anti-counterfeiting identification and traceability of the circulation process of tea products.

江進（1981-），男，江蘇句容人，碩士，研究方向為計算機技術

2017-02-05

2017-04-20

1007-1423（2017）13-0059-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.014

RFID；質量安全；標簽識別；溯源體系

RFID;Quality Safety;Label Identification;Traceability System